39
Fajlagos felület meghatározása N
2gáz, 77 K
1 1 1
m
adsz
m C p
m p (C )p
Brunauer, Emmett
ésTeller (BET)
*Sík felület*Azonos energiájú felületi kötőhelyek
*Többmolekulás borítottság
2 2
m
A N N
S m N a
M a
N2: egyetlen N2helyigénye, 0,162 nm20 e
adsz
(c c )V
m m
4.2.Szilárd/folyadék határfelület
T=áll.
c
0adsz m 1 m m Kc
Kc
c madsz
Nemionos rendszerek, gyenge elektrolitok Kölcsönhatás: diszperziós, van der Waals
oldószer – oldott anyag oldott anyag – felület oldószer - felület VERSENGÉS
linearizált alak: K, mm
3.3. Ionos felületek
rétegvastagság hőmozgás
Y = Y
0e
-kxdiffúzkettősréteg
konst z c
k = ⋅
z az ellenion töltésszáma (szimmetrikus elektrolit), T=áll.
Elektromos kettősréteg
potenciálmeghatározó ion/ellenion
1/k fiktív rétegvastagság41 Stern-réteg
Kölcsönhatás: elektrosztatikus vonzás/taszítás
A részecske felületén lévő potenciál: - potenciál
4 q
r
q: a részecske töltése: a közeg permittivitása r: a részecske sugara
(nyírási sugár) elektrokinetikai potenciál A kettősréteg vastagsága az ionkoncentrációval változik
A részecskék elektromos térben mozognak
gravitáció vs.súrlódás
3
2
( )
4 ( ) 6
3
2 ( )
9
közeg
közeg
közeg
V g fv
r g rv
r g
v
(ülepedés vagy fölöződés) Feltételek: r>>rközeg 1- 20 m
lassú mozgás
gömb (anizometrikus részecskéknél: ekvivalens sugár) híg
+nedvesedés/-duzzadás Stokes
másodlagos részecskék ? a stabilitás mértéke: vreciproka
43
ülepedési sebesség
Kolloid diszperz rendszerek ülepedése
Kolloid rendszerek stabilizálása/stabilitás megbontása
Pl. fehérjék
4. Felületaktív anyagok,
adszorpció nedvesedés
felületi elektromos sajátságok Részecske – részecske Részecske – közeg
5. Makromolekulák adszorpciója 1. Elektromos
kettősréteg
2. Lioszféra a
közeg molekuláiból 1+2
45
HATÁRFELÜLETI JELENSÉGEK A KÖRNYEZETBEN NÉHÁNY PÉLDA
Üvegházhatást okozó gázok koncentrációjának növekedése a légkörben antropogén
természetes
.
Nyugat-Szibéria „örök fagy” 106 km2 30 - 40 cm tőzeg
20 - 40 m laza lösz (AS10 m2/g) 7∙1010 tonna metán
metán
normál forráspont: 111.55 K
kritikus pont: 190.5 K, 4.6 MPa (45 atm) légkörben: 1,745 ppmv
EL=8,9 kJ/mol
Üvegházhatás: CH4 105 * CO2 /20 év 3 °C/40 év
globális felmelegedés
GWP (global warming potential):
CH4:CO2 23:1
47
Kolloid részecskék (10-9-10-6m) szerepe hasznos és toxikus anyagok ko-transzportjában
Pórusos közegben, felszíni vizekben
A kolloid szállító részecske:szervetlen (nano)részecske, szerves makromolekula, biológiai anyagok (baktérium, biológiai szemét, plankton) vagy ezek aggregátumai
Toxikus vegyület
Kolloid szállítóAnyagi minőség
Hőmérséklet (oldhatóság, mobilitás) A vizes fázis tulajdonságai
(oldott sók ionjai, szerves anyagok jelenléte és tulajdonságai, pH)
Baalousha et al. 2009 összetapadás
kiülepedés